Метод комплексонометрии (трилонометрии)

Комплексонометрия (хелатометрия, трилонометрия), титриметрический метод анализа, основанный на образовании прочных внутрикомплексных соединений (хелатов) между катионами металлов и комплексонами. Наиболее часто применяют иминодиуксусную, нитрилотриуксусную (комплексен I) и этилендиаминтетрауксусную (комплексен II) кислоты, динатриевую соль последней (комплексов III, ЭДТА), а также 1,2-диаминоциклогексантетрауксусную кислоту (комплексен IV). Широкое использование комплексонов II и III обусловлено тем, что их реакции с катионами металлов протекают полно и в соответствии со стехиометрией, их растворы устойчивы при хранении; эти реагенты доступны и можно получить их препараты высокой чистоты. Конечную точку титрования устанавливают визуально по изменению окраски комплексонометрических индикаторов (металлоиндикаторов), а также потенциометрически, фотометрически, амперометрически или др. методами. При прямом титровании к раствору исследуемого иона небольшими порциями добавляют стандартный раствор комплексона. Таким образом определяют ионы Са, Sr, Ba, Cu, Mg, Mn, Zn и др.

При анализе кинетически инертных акваионов применяют обратное титрование: к раствору исследуемого иона добавляют точный объем стандартного раствора комплексона, избыток которого (после нагревания) оттитровывают стандартным раствором к.-л. катиона, взаимодействующего с металлоиндикатором. Так можно определять любые катионы, образующие более устойчивые хелаты с комплексонами (комплексонаты), чем катион титранта; при этом константы устойчивости должны различаться не менее чем на 7 порядков. Метод обратного титрования менее точен, так как ошибки возможны при установлении концентраций растворов не только комплексона, но и катиона.

Для определения ионов М, не взаимодействующих с металлоиндикаторами, применяют вытеснительное титрование: к анализируемому раствору прибавляют в избытке точный объем стандартного раствора комплексоната (иногда др. комплексного соединения) иона М ', который образует менее устойчивые комплексные соединения, чем определяемый ион М. Ионы М', вытесняющиеся в количествеве, эквивалентном количествуву ионов М, оттитровывают стандартным раствором комплексона в присутствии металлоиндикатора. Концентрацию ионов, не взаимодействующих с комплексонами, устанавливают косвенным методом. Например, при определении анионов их сначала осаждают стандартным раствором подходящего катиона, избыток которого оттитровывают раствором комплексона. Комплексоны - неизбирательные реагенты. Селективность К. повышают различными приемами: уменьшением рН среды, выделением (осаждением, экстракцией) определяемого иона, маскированием, изменением степени окисления катиона и т. д. При титровании в кислой среде условная константа устойчивости комплексоната определяемого иона должна быть /10⁸. Титрованию не мешают ионы, условная константа устойчивости комплексонатов которых на 6 и более порядков меньше. Многообразие приемов К. дает возможность определять практически все катионы и анионы. Метод широко применяют при анализе природных и промышленных объектов. По правильности и воспроизводимости Комплексонометрия несколько уступает гравиметрии, но значительно превосходит ее по экспрессности. В зависимости от способа индикации конечной точки можно титровать растворы исследуемого вещества с концентрацией 10^-4-10^-1 М.